JP2009190653A - Shifting mechanism of ship propeller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、船舶推進機のシフト機構に関し、特にシンクロ機構を備えた船舶推進機のシフト機構に関する。 The present invention relates to a shift mechanism for a marine propulsion device, and more particularly to a shift mechanism for a marine propulsion device provided with a synchro mechanism.
船体に搭載されている船外機では、エンジンからプロペラへの動力の伝達を前進、後進、及び中立の何れかに切り換えるためのシフト機構が備えられている。図8は、船体101の後尾に取り付けられた船外機100の一般的な構成を示した図で、船外機100内には、クランク軸103が上下方向になるようにエンジン102が配置され、クランク軸103の下端に連結されたドライブ軸104と、プロペラ107の回転軸であるプロペラ軸106との間にシフト機構105が設置されている。
The outboard motor mounted on the hull is provided with a shift mechanism for switching the transmission of power from the engine to the propeller to one of forward, reverse, and neutral. FIG. 8 is a diagram showing a general configuration of the
シフト機構105の一般的な構成は、図9に示すように、ドライブ軸104の下端に固定した駆動ギア108と、プロペラ軸106の外周に配置され、駆動ギア108と係合して互いに逆方向に回転する前進ギア109及び後進ギア110と、プロペラ軸106と一体に回転するクラッチ111とを備えている。そして、シフトチェンジは、シフトスリーブ112をプロペラ軸106の軸方向に移動させて、シフトスリーブ112とクロスピン113を介して連結したクラッチ111を、前進ギア109又は後進ギア110に係合させることによって行われる。
As shown in FIG. 9, the general structure of the
ところで、クラッチ111と前進ギア109又は後進ギア110との係合は、一般に、クラッチ111の端部に形成された爪部と、前進ギア109又は後進ギア110に形成された爪部とを噛み合わせる、いわゆるドッグクラッチによって行われる。
By the way, the engagement between the
しかしながら、ドッグクラッチ111を中立位置から前進ギア109又は後進ギア110に移動させて、前進ギア109又は後進ギア110にシフトインさせる際、前進ギア109又は後進ギア110は回転しているのに対し、ドッグクラッチ111は回転していないため、お互いの爪部の噛み合わせがスムーズになされない場合、シフトショックが生じる。このシフトショックが生じると、船外機全体や船体への振動や騒音を招くおそれがある。
However, when the
このような問題に対して、特許文献1には、ドッグクラッチを前進ギア又は後進ギアに係合させるとき、ドライブ軸とエンジンとの接続を遮断して、エンジンの出力を前進ギア又は後進ギアに伝達させない方法が記載されている。これにより、ドッグクラッチと前進ギア又は後進ギアとの回転を早期に同期させることができるため、シフトイン時の衝撃を低減させることができる。さらに、ドッグクラッチと前進ギア又は後進ギアとの間にブロッキングリングを設け、ドッグクラッチが前進ギア又は後進ギアに係合する前に、ブロッキングリングを前進ギア又は後進ギアに押圧する方法が記載されている。これにより、エンジンの出力が伝達されていない前進ギア又は後進ギアの回転速度を落とすことによって、その後のドッグクラッチと前進ギア又は後進ギアとの係合を早期に同期させることができるため、シフトイン時の衝撃を低減させることができる。 With respect to such a problem, Patent Document 1 discloses that when the dog clutch is engaged with the forward gear or the reverse gear, the connection between the drive shaft and the engine is cut off, and the output of the engine is changed to the forward gear or the reverse gear. A method for preventing transmission is described. Thereby, since the rotation of the dog clutch and the forward gear or the reverse gear can be synchronized at an early stage, the impact at the time of shift-in can be reduced. Further, a method is described in which a blocking ring is provided between the dog clutch and the forward gear or reverse gear and the blocking ring is pressed against the forward gear or reverse gear before the dog clutch engages the forward gear or reverse gear. Yes. As a result, by reducing the rotational speed of the forward gear or the reverse gear to which the output of the engine is not transmitted, the subsequent engagement of the dog clutch with the forward gear or the reverse gear can be synchronized at an early stage. The impact at the time can be reduced.
しかしながら、上記の方法では、シフトイン時のタイミングに合わせて、ドライブ軸とエンジンとの接続を遮断する機構(特許文献1では、ドライブ軸を2分割し、それを電磁クラッチを介して接続する機構を設けている)を制御する必要があり、構成が複雑になるという問題がある。 However, in the above method, a mechanism that cuts off the connection between the drive shaft and the engine in accordance with the timing at the time of shift-in (in Patent Document 1, the mechanism that divides the drive shaft into two parts and connects it via an electromagnetic clutch) There is a problem that the configuration becomes complicated.
そこで、このようなドライブ軸とエンジンとの接続を遮断する機構を設けずに、ドッグクラッチと前進ギア又は後進ギアとの回転を早期に同期させる方法が、特許文献2に記載されている。図10は、特許文献2に記載されたドッグクラッチ200の構成を示した図で、(a)は斜視図、(b)は正面図である。図10(a)、(b)に示すように、ドッグクラッチ200は、高さの異なる複数の爪部200a、200bを備えており、シフトイン時に、高さの高い爪部200aを前進ギア又は後進ギアの爪部に係合させることによって、ドッグクラッチ200と前進ギア又は後進ギアとの回転を同期させた後、高さの低い爪部200bを含む全ての爪部200a、200bを前進ギア又は後進ギアに係合させることによって、シフトイン時の衝撃を低減させることができる。
しかしながら、上記特許文献2に記載された方法では、ドッグクラッチの回転を同期させる初期の係合において、高さの高い爪部200aと前進ギア又は後進ギアの爪部との係合がスムーズになされないおそれがあり、その場合に、初期の係合において衝撃が生じてしまうという問題がある。
However, in the method described in
本発明は、かかる課題に鑑みなされたもので、その主な目的は、スムーズなシフトインが可能なシンクロ機構を備えた船舶推進機のシフト機構を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a problem, and a main object of the present invention is to provide a shift mechanism for a marine propulsion device provided with a synchro mechanism capable of smooth shift-in.
上記課題を解決するために、本発明は、前進ギア又は後進ギアに係合させるシフトクラッチを、プロペラ軸と軸方向に移動可能に結合したドッグクラッチと、ドッグクラッチと軸方向に移動可能に結合したシンクロクラッチとを備えた構成を採用する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a dog clutch in which a shift clutch engaged with a forward gear or a reverse gear is coupled to a propeller shaft so as to be movable in the axial direction, and a dog clutch coupled to the dog clutch so as to be movable in the axial direction. The structure equipped with the synchronized clutch is adopted.
すなわち、本発明に係わる船舶推進機のシフト機構は、シフトクラッチを前進ギア又は後進ギアに係合させることによって、エンジンのドライブ軸の回転をプロペラ軸に伝達する船舶推進機のシフト機構であって、シフトクラッチは、プロペラ軸と軸方向に移動可能に結合したドッグクラッチと、ドッグクラッチと軸方向に移動可能に結合したシンクロクラッチとを備え、ドッグクラッチを前進ギア又は後進ギア側に移動させてシフトインする際、ドッグクラッチの爪部が前進ギア又は後進ギアの爪部とドッグ係合される前に、シンクロクラッチの端面が前進ギア又は後進ギアに設けられた当接面と摩擦係合されることを特徴とする。 That is, the shift mechanism of the marine propulsion device according to the present invention is a shift mechanism of the marine propulsion device that transmits the rotation of the drive shaft of the engine to the propeller shaft by engaging the shift clutch with the forward gear or the reverse gear. The shift clutch includes a dog clutch coupled to the propeller shaft so as to be movable in the axial direction, and a synchro clutch coupled to the dog clutch so as to be movable in the axial direction, and moves the dog clutch toward the forward gear or the reverse gear. When shifting in, before the dog clutch pawl is dog-engaged with the forward gear or reverse gear pawl, the end face of the synchro clutch is frictionally engaged with the contact surface provided on the forward gear or reverse gear. It is characterized by that.
このような構成により、ドッグクラッチと軸方向に移動可能に結合したシンクロクラッチを、ドッグクラッチに先立って前進ギア又は後進ギアに摩擦係合させることによって、シンクロクラッチに結合したドッグクラッチを、前進ギア又は後進ギアの回転に同期させた状態で前進ギア又は後進ギアにドッグ係合させることができる。これにより、スムーズなシフトインを確実に行うことができ、シフトイン時の衝撃を低減させることができる。 With such a configuration, the sync clutch coupled to the dog clutch so as to be movable in the axial direction is frictionally engaged with the forward gear or the reverse gear prior to the dog clutch, so that the dog clutch coupled to the sync clutch is moved to the forward gear. Alternatively, it can be dog-engaged with the forward gear or the reverse gear in a state synchronized with the rotation of the reverse gear. As a result, smooth shift-in can be reliably performed, and impact during shift-in can be reduced.
本発明におけるシフトイン時のシンクロクラッチ及びドッグクラッチの一連の動作は、シフトクラッチに、ドッグクラッチをシンクロクラッチに対して付勢力を付与する付勢手段を備えることによって規制することができる。 A series of operations of the synchro clutch and the dog clutch at the time of shift-in in the present invention can be restricted by providing the shift clutch with an urging means for applying an urging force to the sync clutch.
すなわち、シフトクラッチがシフトインする際、シフトクラッチの中立位置から、シンクロクラッチの端面が前進ギア又は後進ギアに設けられた当接面と当接されるまで、シンクロクラッチは、付勢手段による付勢力によってドッグクラッチと一体的に移動する。さらに、シンクロクラッチの端面が、前進ギア又は後進ギアに設けられた当接面と当接されてから、ドッグクラッチの爪部が前進ギア又は後進ギアの爪部とドッグ係合されるまで、ドッグクラッチは、付勢力に抗してシンクロクラッチと独立に移動する。 That is, when the shift clutch shifts in, the synchro clutch is biased by the biasing means from the neutral position of the shift clutch until the end face of the synchro clutch comes into contact with the contact surface provided on the forward gear or the reverse gear. It moves together with the dog clutch by force. Furthermore, after the end surface of the synchro clutch is brought into contact with the contact surface provided on the forward gear or the reverse gear, the dog clutch is engaged until the dog clutch pawl is dog-engaged with the forward gear or the reverse gear pawl. The clutch moves independently of the synchro clutch against the biasing force.
上記付勢手段はディテント機構で構成することが好ましい。このディテント機構は、シンクロクラッチが、ドッグクラッチの外周面に結合されている場合、ドッグクラッチの外周面に形成された溝部と、溝部内に配設されたスプリングと、スプリングによって付勢された状態でシンクロクラッチの内周面に形成された溝部に係合された球体とで構成される。なお、このディテント機構は、シフトクラッチの中立位置を位置決めする作用も果たす。 The urging means is preferably constituted by a detent mechanism. In the detent mechanism, when the synchro clutch is coupled to the outer peripheral surface of the dog clutch, the groove formed on the outer peripheral surface of the dog clutch, the spring disposed in the groove, and the state biased by the spring And a sphere engaged with a groove formed on the inner peripheral surface of the synchro clutch. This detent mechanism also serves to position the neutral position of the shift clutch.
また、上記シフトクラッチを中立位置に移動させてシフトアウトする際は、シンクロクラッチの他方の端面が、前進ギア又は後進ギアに設けられた当接面と当接されるまで、シンクロクラッチは、付勢手段による付勢力によって、ドッグクラッチと一体的に移動し、その後、ドッグクラッチは、付勢力に抗してシンクロクラッチと独立に移動して中立位置まで戻る。 When the shift clutch is moved to the neutral position and shifted out, the synchro clutch is attached until the other end surface of the synchro clutch comes into contact with the contact surface provided on the forward gear or the reverse gear. The dog clutch moves integrally with the dog clutch by the biasing force by the biasing means, and then the dog clutch moves independently of the synchro clutch against the biasing force and returns to the neutral position.
本発明によれば、ドッグクラッチと軸方向に移動可能に結合したシフトクラッチを、ドッグクラッチに先立って前進ギア又は後進ギアに摩擦係合させることによって、シフトクラッチに係合したドッグクラッチを、前進ギア又は後進ギアの回転に同期させた状態で前進ギア又は後進ギアにドッグ係合させることができる。これにより、スムーズなシフトインが可能なシンクロ機構を備えた船舶推進機のシフト機構を実現することができる。 According to the present invention, the shift clutch coupled to the dog clutch so as to be movable in the axial direction is frictionally engaged with the forward gear or the reverse gear prior to the dog clutch, whereby the dog clutch engaged with the shift clutch is moved forward. It can be dog-engaged to the forward gear or the reverse gear while being synchronized with the rotation of the gear or the reverse gear. Thereby, the shift mechanism of the ship propulsion apparatus provided with the synchro mechanism in which a smooth shift-in is possible is realizable.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.
図1は、本発明の実施形態における船外機のシフト機構10の構成を示した断面図である。なお、本発明におけるシフト機構10が搭載された船外機の構成は、図8に示した従来の構成と基本的に同じものである。また、本発明は、船外機はもちろん、船内機、船内外機(いわゆるスタンドライブ)にも適用可能である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of an outboard
図1に示すように、シフトクラッチ11は、プロペラ軸21と軸方向に移動可能に結合したドッグクラッチ12と、このドッグクラッチ12と軸方向に移動可能に結合したシンクロクラッチ13とで構成されており、シフトクラッチ11を前進ギア14又は後進ギア15に係合させることによって、エンジンのドライブ軸(不図示)の回転をプロペラ軸21に伝達する。なお、前進ギア14及び後進ギア15は、ドライブ軸の下端に固定した駆動ギア30と常時係合して互いに逆方向に回転している。
As shown in FIG. 1, the
シフトクラッチ11の動作は、ドッグクラッチ12を前進ギア14又は後進ギア15側に移動させてシフトインする際、ドッグクラッチ12の爪部12aが前進ギア14の爪部14a又は後進ギア15の爪部15aとドッグ係合される前に、シンクロクラッチ13の端面13aが、前進ギア14に設けられた当接面14b又は後進ギア15に設けられた当接面15bと摩擦係合されるように規制されている。
When the
すなわち、ドッグクラッチ12と軸方向に移動可能に結合したシンクロクラッチ13を、ドッグクラッチ12に先立って前進ギア14又は後進ギア15に摩擦係合させることによって、シンクロクラッチ13は、摩擦力によって、前進ギア14又は後進ギア15の回転に同期して回転し始め、それに伴い、シンクロクラッチ13に係合しているドッグクラッチ12も、シンクロクラッチ13と一体的に回転し始める。そして、ドッグクラッチ12をさらに前進ギア14又は後進ギア15側に移動させてシフトインする際、ドッグクラッチ12を、前進ギア14又は後進ギア15の回転に同期させた状態で前進ギア14又は後進ギア15にドッグ係合させることができる。これにより、スムーズなシフトインを確実に行うことができ、シフトイン時の衝撃を低減させることができる。
That is, the
本発明におけるシフトイン時のシンクロクラッチ13及びドッグクラッチ12の一連の動作は、シフトクラッチ11に、ドッグクラッチ12をシンクロクラッチ13に対して付勢力を付与する付勢手段を備えることによって規制することができる。
A series of operations of the synchro clutch 13 and the
ここで、付勢手段としては、例えば、図1及び図2(a)に示すようなディテント機構16を用いることができる。ここで、図2(a)は、図1のIIa−IIa線に沿った断面図である。このディテント機構16は、ドッグクラッチ12の外周面に形成された溝部17と、この溝部17内に配設されたスプリング20と、このスプリング20によって付勢された状態で、シンクロクラッチ13の内周面に形成された溝部19に係合された球体18とで構成されている。
Here, as the biasing means, for example, a
シンクロクラッチ13は、図1及び図2(b)に示すように、ドッグクラッチ12の外周面に形成されたキー22が、シンクロクラッチ13の内周面に設けられたキー溝23に結合することによって、ドッグクラッチ12の外周面にキー結合されている。ここで、図2(b)は、図1のIIb−IIb線に沿った断面図である。なお、キー22は、シンクロクラッチ13がドッグクラッチ12に対して回転方向に移動するのを規制するためのものである。この結合は、シンクロクラッチ13が軸方向に移動可能にドッグクラッチ12に結合されるものであれば、どのような結合でもよく、例えば、スプライン結合等を用いてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2B, the synchro clutch 13 has a key 22 formed on the outer peripheral surface of the
また、ドッグクラッチ12は、図1、図2(c)に示すように、ドッグクラッチ12を軸方向に移動するシフトスリーブ24とクロスピン25を介して連結している。ここで、図2(c)は、図1のIIc−IIc線に沿った断面図である。ドッグクラッチ12の軸方向の移動、すなわち、シフトクラッチ11のシフトチェンジの動作は、プロペラ軸21の中空部内に配置されたシフトスリーブ24の軸方向の移動によって規制される。
As shown in FIGS. 1 and 2C, the
図3(a)は、ドッグクラッチ12の構成を示した斜視図で、前進ギア14又は後進ギア15とドッグ係合するための爪部12aが等間隔に6個形成されている。また、ドッグクラッチ12の外周面に、シンクロクラッチ13とキー結合するためのキー22が、それぞれ軸方向の前後に分かれて2個形成されている。さらに、ドッグクラッチ12の内周面には、プロペラ軸21の外周とスプライン結合するためのスプライン溝26が軸方向に形成されている。
FIG. 3A is a perspective view showing the configuration of the
図3(b)は、シンクロクラッチ13の構成を示した斜視図で、端面13aが円錐面からなるコーンクラッチで構成されている。また、シンクロクラッチ13の内周面に、ドッグクラッチ12とキー結合するためのキー溝23が軸方向に形成されている。
FIG. 3B is a perspective view showing the configuration of the synchro clutch 13, and the
図4は、前進ギア14又は後進ギア15の構成を示した正面図である。両ギア14、15はベベルギアで構成されており、それぞれ、外周側には、駆動ギアと係合する歯27が形成されている。また、内周側には、シンクロクラッチ13の端面13aと摩擦係合するための当接面14b、15bと、ドッグクラッチ12の爪部12aとドッグ係合するための爪部14a、15aとが形成されている。なお、当接面14b、15bは円錐面をなしている。
FIG. 4 is a front view showing the configuration of the
ここで、前進ギア14又は後進ギア15の当接面14b、15bは、前進ギア14又は後進ギア15の外周側に形成された歯27と内周側に形成された爪部14a、15aとの境界スペースを利用して設けることができるため、本発明における前進ギア14又は後進ギア15は、従来のものとほとんど同じ大きさにすることができる。
Here, the contact surfaces 14b and 15b of the
なお、シンクロクラッチ13の外周面をドッグクラッチ12の内周面に結合させてもよい。この場合、シンクロクラッチ13の端面13aと摩擦係合する当接面14b(15b)は、ドッグクラッチ12の爪部12aとドッグ係合する爪部14a(15a)の内周側に形成される。
Note that the outer peripheral surface of the synchro clutch 13 may be coupled to the inner peripheral surface of the
次に、図5(a)〜(c)を参照しながら、本実施形態におけるシフトクラッチ11が前進ギア14側にシフトインする際の動作を説明する。
Next, the operation when the shift clutch 11 in the present embodiment shifts in to the
図5(a)は、シフトクラッチ11が中立位置にある時の状態を示した断面図である。ドッグクラッチ12及びシンクロクラッチ13とも、前進ギア14及び後進ギア15に係合しておらず、前進ギア14及び後進ギア15は、駆動ギア(不図示)のみと係合して、互いに逆方向にプロペラ軸21に対して空転している。また、ドッグクラッチ12の外周面に形成された溝部17内に配設された球体18は、スプリング20によって付勢された状態で、シンクロクラッチ13の内周面に形成された溝部19に係合している。
FIG. 5A is a cross-sectional view showing a state when the
次に、図5(b)に示すように、シフトスリーブ24を矢印の方向に移動させることによって、クロスピン25を介してシフトスリーブ24に連結したドッグクラッチ12を前進ギア14側に移動させる。このとき、シンクロクラッチ13は、スプリング20で付勢された球体18によって押圧されているため、ドッグクラッチ12と一体的に移動し、シンクロクラッチ13の前進ギア14側の端面13aは、前進ギア14に設けられた当接面14bに当接する。このとき、ドッグクラッチ12の爪部12aは、前進ギア14の爪部14aと所定の距離だけ離れているように、予め、中立位置において、ドッグクラッチ12とシンクロクラッチ13との位置関係が調整されている。
Next, as shown in FIG. 5B, the
さらに、ドッグクラッチ12を前進ギア14側に移動させると、シンクロクラッチ13の端面13aは、前進ギア14の当接面14bに当接しているため、その位置に止まる一方、ドッグクラッチ12は、スプリング20による付勢力に抗してシンクロクラッチ13と独立に移動する。この間、シンクロクラッチ13の溝部19内に係合していた球体18は、係合が解除されて、ドッグクラッチ12の溝部17内に埋設されている。また、ドッグクラッチ12が移動している間、シンクロクラッチ13の端面13aと前進ギア14の当接面14bとの摩擦係合により、前進ギア14の回転がシンクロクラッチ13に伝達されて回転を始め、それと同時に、シンクロクラッチ13とキー結合しているドッグクラッチ12もシンクロクラッチ13と一体回転する。
Further, when the
そして、図5(c)に示すように、ドッグクラッチ12は、前進ギア14の回転と同期した状態で、前進ギア14にドッグ係合される。これにより、ドッグクラッチ12を、前進ギア14にスムーズにシフトインさせることができる。
As shown in FIG. 5C, the
なお、シフトクラッチ11が後進ギア15側にシフトインする際の動作も、前進ギア14側にシフトインする際の動作と同様に行うことができる。
The operation when the shift clutch 11 shifts in to the
図6は、シフトクラッチ11が、中立位置から前進ギア14又は後進ギア15にシフトインするまでのドッグクラッチ12の回転数の変化を定性的に示したグラフである。
FIG. 6 is a graph qualitatively showing the change in the rotation speed of the
シンクロクラッチ13の端面13aが、前進ギア14の当接面14b又は後進ギア15の当接面15bに当接した時刻t1から、シンクロクラッチ13が摩擦係合によりシンクロ回転を始め、それと同時にドッグクラッチ12もシンクロ回転を始める。その後、ドッグクラッチ12は、回転を速めながら、シンクロクラッチ13とは独立に移動し、回転数がR1になった時刻t2で、前進ギア14又は後進ギア15とドッグ係合する。これにより、ドッグクラッチ12は、前進ギア14又は後進ギア15と同じ回転数R2で回転して、ドライブ軸の回転をプロペラ軸に伝達する。
The
ここで、時刻t2におけるドッグクラッチ12のシンクロ回転数R1は、シンクロクラッチ13と前進ギア14又は後進ギア15との摩擦係合における摩擦力の大きさや、摩擦係合されている時間(t2−t1)によって決まるが、必ずしも前進ギア14又は後進ギア15の回転数R2と同じである必要はない。例えば、空間的な制約から、前進ギア14又は後進ギア15における当接面14b、15bの面積を十分に取れない場合や、中立位置におけるシフトクラッチ11と前進ギア14又は後進ギア15との距離を十分に取れない場合には、十分なシンクロ回転数R1が得られないこともある。しかしながら、その場合でも、シンクロ回転数R1が、前進ギア14又は後進ギア15の回転数R2の20〜30%程度に達していれば、スムーズなドッグ係合を行うことができる。
Here, the sync speed R 1 of the
次に、図7(a)〜(c)を参照しながら、本実施形態におけるシフトクラッチ11が前進ギア14側からシフトアウトする際の動作を説明する。
Next, the operation when the shift clutch 11 in the present embodiment shifts out from the
図7(a)に示すように、シフトスリーブ24を矢印の方向に移動させることによって、ドッグクラッチ12を後進ギア15側に移動させる。このとき、シンクロクラッチ13は、スプリング20で付勢された球体18によって押圧されているため、ドッグクラッチ12と一体的に移動する。そして、シンクロクラッチ13の後進ギア15側の端面13aが、後進ギア15に設けられた当接面15bと当接する。なお、このとき、ドッグクラッチ12は、シンクロクラッチ13に対して中立位置よりも前進ギア14側に変位しているため、ドッグクラッチ12の後進ギア15側の爪部12aは、後進ギア15の爪部14aと所定の距離だけ離れている。
As shown in FIG. 7A, the
次に、図7(b)に示すように、ドッグクラッチ12をさらに後進ギア15側に移動させると、シンクロクラッチ13の後進ギア15側の端面13aは、後進ギア15の当接面15bに当接しているため、その位置に止まる一方、ドッグクラッチ12は、ドッグクラッチ12の溝部17内に配設されたスプリング20による付勢力に抗してシンクロクラッチ13と独立に移動して図7(b)に示す中立位置まで戻る。
Next, as shown in FIG. 7B, when the
このとき、球体18とシンクロクラッチ13の内周面に形成された溝部19とは、プロペラ軸21の軸方向において、その一部が互いに重なった位置関係にあるため、図7(c)に示すように、ドッグクラッチ12の溝部17内に配設されたスプリング20の付勢力によって、球体18がシンクロクラッチ13の内周面に形成された溝部19に再び係合されて、これにより、端面13aが後進ギア15の当接面15bに当接していたシンクロクラッチ13は、図7(c)に示す中立位置に戻される。すなわち、ディテント機構16は、シフトクラッチ11の中立位置を位置決めする作用もなす。
At this time, since the
なお、シンクロクラッチ13の端面13aが後進ギア15の当接面15bに当接したとき、シンクロクラッチ13の回転は後進ギア15の回転と逆方向であるが、シンクロクラッチ13の溝部19との係合から解除された球体18による付勢力は十分小さく、シンクロクラッチ13は、ドッグクラッチ12に対してプロペラ軸21の軸方向にある程度自由に動くことが可能な状態になっている。そのため、シンクロクラッチ13と後進ギア15との摩擦係合における摩擦力が大きくなることはなく、急激なトルク発生は起きない。
When the
上記動作は、前進で走行している船舶を減速してから、後進にシフトチェンジする場合にも有効である。すなわち、ドッグクラッチ12が後進ギア15にドッグ係合するのに先立って、シンクロクラッチ13の端面13aが後進ギア15の当接面15bに摩擦係合することによって、プロペラ軸と共に前進方向に回転していたドッグクラッチ12を、後進ギア15の回転と同じ方向に回転させることができる。これにより、ドッグクラッチ12を後進ギア15にドッグ係合する際、後進ギア15に、エンジンの回転方向とは逆向きの急激なトルク変化が加わらないため、運転中のエンジンに急激な負荷がかからないとともに、シンクロクラッチ13によるシンクロ機構が働いて、ドッグクラッチ12の後進ギア15へのスムーズな係合を行うことができる。
The above-described operation is also effective when a ship traveling forward is decelerated and then shift-shifted backward. That is, before the
ここで、シフトアウトする際、シンクロクラッチ13の端面13aが、摩擦係合している前進ギア14又は後進ギア15の当接面14b、15bとよりスムーズに離れるようにするために、シンクロクラッチ13を、前進ギア14又は後進ギア15と異なる材料を用いてもよい。例えば、シンクロクラッチ13を銅系合金(例えば、高力黄銅)、前進ギア14又は後進ギア15を合金鋼とすることができる。また、シンクロクラッチ13の端面13aの一部に、潤滑油保持用の溝部を形成しておいても、同様の効果を得ることができる。
Here, when shifting out, in order for the
本発明におけるシフト機構10は、シンクロクラッチ13をドッグクラッチ12に先立って前進ギア14又は後進ギア15に摩擦係合させることによって、ドッグクラッチ12をシンクロ回転させた状態で前進ギア14又は後進ギア15にドッグ係合(シフトイン)せるものであるが、前進ギア14及び後進ギア15へのシフトインにおける特性の差を考慮して、種々の構成態様を取ることができる。
In the
例えば、一般的に、船の行き足は前進側につきやすいため、中立位置から後進ギア15にシフトインする際、プロペラが前進側に連れ回っているのを、静止させてから回転を逆転させなければならないため、前進ギア14にシフトインするよりも大きなトルクが必要となる。このことを考慮して、シンクロクラッチ13の後進ギア15側の端面13aの傾斜角を、前進ギア14側の端面13aの傾斜角よりも大きくしておいてもよい。これにより、シンクロクラッチ13における摩擦係合の大きさを後進側で大きくすることができ、後進ギア15へのシフトインをスムーズに行うことができる。
For example, in general, since the ship's foot is likely to be located on the forward side, when shifting into the
また、シンクロクラッチ13の前進ギア14側の端面13aと、後進ギア15側も端面13aを異なる材料にすることによって、シンクロクラッチ13における摩擦係合の大きさを後進側で大きくすることもできる。
Further, the
さらに、前進ギア14へのシフトインの頻度が後進ギア15へのシフトインの頻度より多いことを考慮して、シンクロクラッチ13が中立位置にあるときの、シンクロクラッチ13の後進ギア15側の端面13aと後進ギア15の当接面15bとの間隔を、シンクロクラッチ13の前進ギア14側の端面13aと前進ギア14の当接面14bとの間隔よりも広くしておいてもよい。これにより、前進ギア14から中立位置にシフトアウトする際、シンクロクラッチ13の後進ギア15側の端面13aが後進ギア15の当接面15bに当接するまでの時間を長くすることができるため、シンクロクラッチ13の回転数をより落とした状態で、後進ギア15の当接面15bに当接させることができる。その結果、シンクロクラッチ13の端面13aと後進ギア15の当接面15bとの摩耗を低減することができる。
Further, considering that the frequency of shift-in to the
また、シンクロクラッチ13の後進ギア15側の端面13aの傾斜角を小さくすることによっても、シンクロクラッチ13の端面13aと後進ギア15の当接面15bとの摩耗を低減する効果を得ることができる。
Further, by reducing the inclination angle of the
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、上記実施形態において、シンクロクラッチ13として、コーンクラッチを用いたが、端面13aが傾斜角のない形状のものであってもよい。
As mentioned above, although this invention was demonstrated by suitable embodiment, such description is not a limitation matter and of course various modifications are possible. For example, although the cone clutch is used as the synchro clutch 13 in the above embodiment, the
10 シフト機構
11 シフトクラッチ
12 ドッグクラッチ
12a ドッグクラッチの爪部
13 シンクロクラッチ
13a シンクロクラッチの端面
14 前進ギア
14a 前進ギアの爪部
14b 前進ギアの当接面
15 後進ギア
15a 後進ギアの爪部
15b 後進ギアの当接面
16 付勢手段(ディテント機構)
17 ドッグクラッチに設けられた溝部
18 球体
19 シンクロクラッチに設けられた溝部
20 スプリング
21 プロペラ軸
22 キー
23 キー溝
24 シフトスリーブ
25 クロスピン
26 スプライン溝
27 歯
30 駆動ギア
DESCRIPTION OF
17 Groove provided in
26
Claims (21)
前記シフトクラッチは、
前記プロペラ軸と軸方向に移動可能に結合したドッグクラッチと、
該ドッグクラッチと軸方向に移動可能に結合したシンクロクラッチと
を備え、
前記ドッグクラッチを前記前進ギア又は後進ギア側に移動させてシフトインする際、前記ドッグクラッチの爪部が前進ギア又は後進ギアの爪部とドッグ係合される前に、前記シンクロクラッチの端面が前進ギア又は後進ギアに設けられた当接面と摩擦係合される、船舶推進機のシフト機構。 A marine propulsion device shift mechanism that transmits rotation of a drive shaft of an engine to a propeller shaft by engaging a shift clutch with a forward gear or a reverse gear,
The shift clutch is
A dog clutch coupled to the propeller shaft in an axially movable manner;
A dog clutch and a synchro clutch coupled in an axially movable manner,
When shifting the dog clutch by moving the dog clutch toward the forward gear or the reverse gear, the end face of the synchro clutch is moved before the dog clutch pawl is dog-engaged with the forward gear or the reverse gear pawl. A marine propulsion device shift mechanism that is frictionally engaged with a contact surface provided on a forward gear or a reverse gear.
前記シンクロクラッチは、前記ドッグクラッチの外周面に結合されている、船舶推進機のシフト機構。 In the ship propulsion device shift mechanism according to claim 1,
The synchro clutch is a shift mechanism for a marine propulsion device that is coupled to an outer peripheral surface of the dog clutch.
前記シフトクラッチは、前記ドッグクラッチを、前記シンクロクラッチに対して付勢力を付与する付勢手段を備えている、船舶推進機のシフト機構。 In the ship propulsion device shift mechanism according to claim 1 or 2,
The shift clutch is a shift mechanism for a marine propulsion device, and includes a biasing unit that applies a biasing force to the dog clutch against the sync clutch.
前記シフトクラッチがシフトインする際、前記シフトクラッチの中立位置から、前記シンクロクラッチの端面が、前記前進ギア又は後進ギアに設けられた当接面と当接されるまで、前記シンクロクラッチは、前記付勢手段による付勢力によって、前記ドッグクラッチと一体的に移動する、船舶推進機のシフト機構。 In the shift mechanism of the ship propulsion device according to claim 3,
When the shift clutch shifts in, from the neutral position of the shift clutch until the end face of the synchro clutch comes into contact with the contact surface provided on the forward gear or the reverse gear, A shift mechanism for a ship propulsion device that moves integrally with the dog clutch by an urging force of an urging means.
前記シフトクラッチがシフトインする際、前記シンクロクラッチの端面が、前記前進ギア又は後進ギアに設けられた当接面と当接されてから、前記ドッグクラッチの爪部が前進ギア又は後進ギアの爪部とドッグ係合されるまで、前記ドッグクラッチは、前記付勢力に抗して前記シンクロクラッチと独立に移動する、船舶推進機のシフト機構。 In the shift mechanism of the ship propulsion device according to claim 4,
When the shift clutch shifts in, an end surface of the synchro clutch is brought into contact with a contact surface provided on the forward gear or the reverse gear, and then the pawl portion of the dog clutch is a pawl of the forward gear or the reverse gear. The dog clutch is a shift mechanism for a marine propulsion device that moves independently of the synchro clutch against the biasing force until it is dog-engaged with the section.
前記ドッグクラッチが前記シンクロクラッチと相対的に移動する間、前記シンクロクラッチは、前記シンクロクラッチの端面と前記前進ギア又は後進ギアに設けられた当接面との摩擦係合により、前記前進ギア又は後進ギアとシンクロ回転するとともに、前記シンクロクラッチと結合した前記ドッグクラッチは、該シンクロクラッチと一体回転する、船舶推進機のシフト機構。 In the shift mechanism of the ship propulsion device according to claim 5,
While the dog clutch moves relative to the synchro clutch, the synchro clutch is configured such that the forward gear or the forward gear or the reverse gear by frictional engagement between an end surface of the synchro clutch and a contact surface provided on the forward gear or the reverse gear. A shift mechanism of a marine propulsion device in which the dog clutch that is synchronized with the reverse gear and that is coupled with the synchro clutch rotates together with the synchro clutch.
前記付勢手段はディテント機構からなる、船舶推進機のシフト機構。 In the shift mechanism of the ship propulsion device according to claim 3,
The urging means is a shift mechanism for a marine propulsion device, which is composed of a detent mechanism.
前記ディテント機構は、前記ドッグクラッチの外周面に形成された溝部と、該溝部内に配設されたスプリングと、該スプリングによって付勢された状態で、前記シンクロクラッチの内周面に形成された溝部に係合された球体とで構成されている、船舶推進機のシフト機構。 In the shift mechanism of the ship propulsion device according to claim 7,
The detent mechanism is formed on the inner peripheral surface of the synchro clutch in a state in which the groove portion is formed on the outer peripheral surface of the dog clutch, a spring disposed in the groove portion, and a biased state by the spring. A shift mechanism for a marine propulsion device, which is composed of a sphere engaged with a groove.
前記ディテント機構は、前記シフトクラッチの中立位置を位置決めしている、船舶推進機のシフト機構。 In the shift mechanism of the ship propulsion device according to claim 7,
The detent mechanism is a shift mechanism for a marine propulsion device that positions a neutral position of the shift clutch.
前記シンクロクラッチは、前記ドッグクラッチとキー結合されている、船舶推進機のシフト機構。 In the ship propulsion device shift mechanism according to claim 1 or 2,
The synchro clutch is a shift mechanism for a marine propulsion device that is key-coupled to the dog clutch.
前記ドッグクラッチは、該ドッグクラッチを軸方向に移動するシフトスリーブとクロスピンを介して連結しており、
前記ドッグクラッチの外周面の前記クロスピンの両側に形成されたキーが、前記シンクロクラッチの内周面に設けられたキー溝に係合されている、船舶推進機のシフト機構。 In the shift mechanism of the ship propulsion device according to claim 10,
The dog clutch is connected via a shift sleeve and a cross pin that moves the dog clutch in the axial direction,
A shift mechanism for a marine propulsion device, in which keys formed on both sides of the cross pin on the outer peripheral surface of the dog clutch are engaged with key grooves provided on the inner peripheral surface of the synchro clutch.
前記シンクロクラッチは、前記ドッグクラッチとスプライン結合されている、船舶推進機のシフト機構。 In the ship propulsion device shift mechanism according to claim 1,
The synchro clutch is a marine propulsion device shift mechanism that is splined to the dog clutch.
前記シンクロクラッチは、端面が円錐面からなるコーンクラッチで構成されている、船舶推進機のシフト機構。 In the ship propulsion device shift mechanism according to claim 1,
The synchro clutch is a shift mechanism for a marine propulsion device, which is constituted by a cone clutch whose end surface is a conical surface.
前記シンクロクラッチの一方の端面における円錐面の傾斜角と、前記シンクロクラッチの他方の端面における円錐面の傾斜角とは、異なっている、船舶推進機のシフト機構。 In the ship propulsion device shift mechanism according to claim 13,
A shift mechanism for a marine propulsion device, wherein an inclination angle of a conical surface at one end face of the synchro clutch is different from an inclination angle of a conical face at the other end face of the synchro clutch.
前記前進ギア又は後進ギアにおける前記シンクロクラッチとの当接面は、円錐面をなしている、船舶推進機のシフト機構。 In the ship propulsion device shift mechanism according to claim 13,
A shift mechanism of a marine propulsion device, wherein a contact surface of the forward gear or the reverse gear with the sync clutch is a conical surface.
前記シンクロクラッチが中立位置にあるとき、前記シンクロクラッチの一方の端面と前記前進ギアの当接面との間隔と、前記シンクロクラッチの他方の端面と前記後進ギアの当接面との間隔は、異なっている、船舶推進機のシフト機構。 In the ship propulsion device shift mechanism according to claim 1,
When the synchro clutch is in the neutral position, the distance between one end surface of the synchro clutch and the contact surface of the forward gear, and the interval between the other end surface of the synchro clutch and the contact surface of the reverse gear are: The ship propulsion machine shift mechanism is different.
前記シフトクラッチを中立位置に移動させてシフトアウトする際、前記シンクロクラッチの他方の端面が、前進ギア又は後進ギアに設けられた当接面と当接されるまで、前記シンクロクラッチは、前記付勢手段による付勢力によって、前記ドッグクラッチと一体的に移動し、その後、前記ドッグクラッチは、前記付勢力に抗して前記シンクロクラッチと独立に移動して中立位置まで戻る、船舶推進機のシフト機構。 In the ship propulsion device shift mechanism according to claim 1,
When the shift clutch is moved out to the neutral position and shifted out, the synchro clutch is not attached until the other end surface of the synchro clutch is brought into contact with a contact surface provided on the forward gear or the reverse gear. A marine vessel propulsion shifter that moves integrally with the dog clutch by a biasing force by a biasing means, and then the dog clutch moves independently of the synchro clutch against the biasing force and returns to a neutral position. mechanism.
前記シンクロクラッチは、前記前進ギア又は後進ギアと異なる材料からなる、船舶推進機のシフト機構。 In the ship propulsion device shift mechanism according to claim 1,
The synchro clutch is a shift mechanism for a marine propulsion device, which is made of a material different from that of the forward gear or the reverse gear.
前記シンクロクラッチは、銅系合金からなる、船舶推進機のシフト機構。 The shift mechanism of the marine vessel propulsion device according to claim 17,
The synchro clutch is a shift mechanism of a marine propulsion device made of a copper-based alloy.
前記シンクロクラッチの端面の一部に、潤滑油保持用の溝部が形成されている、船舶推進機のシフト機構。 In the ship propulsion device shift mechanism according to claim 1,
A shift mechanism for a marine propulsion device, wherein a groove for retaining lubricating oil is formed in a part of an end surface of the synchro clutch.
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